Questões BNCC EM13CO11

Pesquisadores acompanham, em uma atividade simulada, a dispersão de fumaça sobre uma cidade dividida em quadrados digitais. O primeiro modelo deslocava a fumaça dois quadrados para leste a cada hora e previa que, após seis horas, ela alcançaria apenas bairros situados nessa direção. Sensores instalados no percurso, porém, registraram deslocamento para leste nas duas primeiras horas e para norte nas quatro seguintes. Os estudantes pretendem revisar o modelo para testar previsões em dias com mudanças semelhantes. Para isso, podem alterar regras do programa e comparar os resultados simulados com os registros dos sensores.

Analise os dados do texto e identifique a alteração que permite ao modelo representar o percurso observado e gerar previsões mais consistentes.

“Não basta o modelo indicar menos calor; precisamos saber se essa diferença vem das árvores ou das condições do céu”, observa uma pesquisadora que estuda ilhas de calor urbanas. Para investigar o problema, ela representa 400 quadras em uma grade digital. Cada quadra recebe sua temperatura inicial, o tipo de cobertura do solo e a presença ou ausência de sombra. A cada hora virtual, o programa atualiza a temperatura conforme essas características e conforme uma sequência de nuvens gerada para o dia. Uma quadra é considerada crítica quando ultrapassa 38 graus após cinco horas. A pesquisadora pretende prever o efeito de substituir parte das áreas pavimentadas por áreas sombreadas. Para isso, dispõe de 30 sequências possíveis de nuvens, pois o céu pode variar entre os dias.

Identifique o procedimento de simulação que permite estimar o efeito das áreas sombreadas sem confundi-lo com a variação das nuvens.

— O programa acertou os dias sem alteração na água, mas falhou justamente quando a maré subiu — observou a técnica responsável pelo monitoramento de uma enseada. Em uma simulação fictícia, pesquisadores criaram um modelo computacional simples para prever a turbidez da água a partir da intensidade da chuva e do vento. As regras do modelo foram ajustadas com registros de 30 dias. Em seis dias posteriores, chuva e vento apresentaram faixas já registradas anteriormente. O modelo indicou baixo risco nos três dias em que ocorreu água turva; nesses mesmos dias, a maré estava alta. Nos outros três dias, com maré baixa, a previsão coincidiu com a observação. O grupo pretende revisar o modelo antes de usá-lo para orientar novas coletas de dados.

Avalie o procedimento que deve ser priorizado para tornar o modelo mais confiável em previsões futuras.

Faltando pouco para iniciar um mutirão de vacinação, a equipe de um posto de saúde montou um modelo computacional simples para prever o tamanho da fila ao longo da manhã. No programa, a cada minuto entram pessoas na fila (chegadas) e cada atendente retira uma pessoa após concluir o atendimento (tempo médio de 3 minutos por pessoa).

Para testar o modelo, a equipe usou uma hipótese: “chegam 2 pessoas por minuto o tempo todo”. A simulação indicou que a fila só cresceria até o fim do turno. No entanto, no dia do mutirão, um voluntário contou quantas pessoas chegaram em cada intervalo de 10 minutos e observou um pico no início (por exemplo, 30, 28 e 22) seguido de queda gradual (15, 12, 8, 6...). A fila real chegou a diminuir após as 9h.

Com base no texto, identifique a alteração no modelo computacional que permite simular melhor o comportamento observado e, assim, fazer previsões mais confiáveis para o próximo mutirão.

Folhas de rascunho, kits de rodas e placas de circuito se espalham pela mesa enquanto um grupo de alunos organiza o ambiente de desenvolvimento. Um dos colegas explica que, ao usar um simulador, é possível repetir cenários de obstáculos com variações de terreno sem desmontar as peças do robô. Outro colega menciona que, ao testar o protótipo físico, cada nova configuração demora em média 30 minutos de ajuste manual. Nos últimos dois dias, o simulador permitiu avaliar 24 trajetórias diferentes em 4 horas, enquanto as versões físicas renderam apenas 4 testes no mesmo período.

Com base no texto, identifique a principal vantagem de empregar um simulador no desenvolvimento de protótipo robótico.

Dados ilustrativos: Para avaliar o impacto de poluentes na temperatura do Lago Azul, pesquisadores construíram um modelo computacional que relaciona a concentração de nitrato à elevação térmica. Os parâmetros iniciais foram definidos a partir de cinco medições de temperatura em pontos distintos do lago. Depois de simular cenários com concentrações variadas de nitrato, compararam as previsões com medições de campo e ajustaram os parâmetros para melhorar a precisão do modelo. Observou-se que, apesar de desconhecerem as correntes de fundo, o modelo passou a antecipar elevações de até 3 °C em 24 horas.

Analise o texto-base e identifique qual elemento do processo descrito é essencial para garantir que as previsões do modelo se aproximem das observações reais:

Cientistas acompanham a dinâmica de uma represa para estudar populações de peixes afetadas por variações sazonais. No modelo computacional, eles definiram equações que representam taxas de reprodução e mortalidade. Em seguida, alteraram valores que controlam essas taxas no algoritmo até que a biomassa simulada se aproximasse dos valores medidos em campo durante um ano. Com esse ajuste, testaram cenários de aumento de temperatura e mudança no fluxo de água. Por fim, confrontaram as previsões do modelo com dados coletados posteriormente para avaliar sua precisão e confiabilidade.

Analise o texto-base e identifique qual das etapas descritas corresponde ao procedimento de ajustar o modelo para reproduzir os dados reais.

Dados ilustrativos sobre simulação de reservatório:
Pesquisadores criaram um modelo computacional simples para prever o volume de água de um reservatório em função da entrada de água por chuva e da perda por evaporação.
No modelo, o reservatório inicia com 50 000 m3 de água. A chuva fornece em média 1 000 m3 por dia. A evaporação retira 50 m3 por dia. A cada dia, o volume é atualizado somando-se a chuva e subtraindo-se a evaporação.

A partir do modelo descrito, qual será o volume de água do reservatório ao final de 10 dias de simulação?